CN111876067B - 头盔用降温复合涂层及其制备方法 - Google Patents

头盔用降温复合涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及涂料领域，具体公开了一种头盔用降温复合涂层及其制备方法。头盔用降温复合涂层包括由内向外依次涂覆的热辐射降温层和近红外反射层，其制备方法为：热辐射降温底漆的制备、近红外反射漆的制备和头盔用降温复合涂层的制备。本申请的头盔用降温复合涂层可用于头盔表面，该涂层利用红外高反射型黑颜料提高热反射效率，纳米远红外粉提高散热强度，两者配合降低头盔外层与头盔内层的温度，从而是佩戴者具有良好的使用体验；另外，该头盔用降温复合涂层的制备方法通过空气喷涂的方案，快速涂覆并生成复合涂层，具有生产效率高，生产的成本低的优点。

Description

头盔用降温复合涂层及其制备方法
技术领域
本申请涉及涂料领域，更具体地说，它涉及一种头盔用降温复合涂层及其制备方法。
背景技术
头盔是现代交通中比较常见且重要的防护用具，其主要目的是在受到冲击时保护驾乘人员的头部，缓冲碰撞过程，延长碰撞时间，减少传递给脑部的能量，阻止或减轻伤害乃至挽救生命。
在现代的交通运输中，头盔的使用越来越频繁，其用途和舒适性也是现有消费者对其考量的关键因素，但是现有应用于头盔的PE材质的涂层绝大不部分没有降温、抗沾污效果，所以仅仅通过头盔自身结构或涂层，根本起不到有效的降温效果。
如中国专利第CN109897491A号公开了隔热反射涂层及其在头盔中的应用，该专利提供了一种反射降温涂层在头盔上的应用，该申请采用了反射涂料实现头盔的降温效果，针对上述中的相关技术，发明人认为，虽然该反射降温涂层采用了提高近红外热反射效率的方案对头盔用反射降温涂层进行改性处理，但是其红外反射效率的提高率有限，同时整体的涂层结构和材料选择较为基础和单一，涂层结构的设计导致头盔中的热量聚集且难以散发，整体涂层的设计导致佩戴者舒适性不佳；若采用多层结构设计的涂层对头盔用降温涂层进行喷涂制备过程中，又会导致整体涂装步骤复杂，在涂装过程中由于材料固化性能和结合度不佳，导致涂层与涂层之间结合度减低，从而制备成本显著提高。
发明内容
针对现有技术存在的头盔涂层近红外反射效率不高且散热性能较差导致佩戴者舒适度不佳的问题，本申请的第一个目的在于提供一种头盔用降温复合涂层，所述头盔用降温复合涂层通过选用纳米远红外粉与红外高反射型黑颜料为主要材料进行复配改性处理，利用红外高反射型黑颜料提高热反射效率，纳米远红外粉提高散热强度，两者配合降低头盔外层与头盔内层的温度，从而使佩戴者具有良好的使用体验；本申请的第二个目的在于提供一种头盔用降温复合涂层的其制备方法，所述制备方法步骤简单，操作便捷，通过空气喷涂的方案，能快速涂覆并生成复合涂层，同时涂层与涂层之间的结合度较高，从而提高生产制备的效率，降低该涂层生产的成本。
为实现上述第一个目的，本申请提供了如下技术方案：一种头盔用降温复合涂层，包括由内向外依次涂覆的热辐射降温层和近红外反射层，所述热辐射降温层包括如下重量份的组分：羟基丙烯酸树脂40-60份；混合溶剂A10-20份；高热反射型钛白粉15-25份；纳米远红外粉5-15份；固化剂10-20份；稀释剂15-30份；所述近红外反射层包括如下重量份的组分：羟基丙烯酸树脂40-60份；混合溶剂B10-20份；红外高反射型黑颜料5-10份；高反射闪银浆料1-5份；配色颜料1-10份；固化剂10-20份；稀释剂15-30份。
通过采用上述技术方案，由于采用了热辐射降温层与近红外反射层结合的双层涂层结构的设计，改善传统头盔用热反射涂层单层结构的缺陷，即先通过外层涂覆的近红外反射层中添加的红外高反射型黑颜料，提高近红外反射率以提高涂层的热反射效率，从而降低头盔外层温度；
再通过内层涂覆的热辐射降温层中添加的纳米远红外粉，改善头盔的远红外辐射性能，从而使头盔内部聚集的热量辐射散失，进一步降低头盔的内部温度；
通过对头盔外层和头盔内层的双重降温处理，有效降低佩戴者使用时头盔整体的温度，使佩戴者具有更加优质的体验。
与此同时，本申请技术方案中采用了纳米远红外粉作为改性材料，其不仅可以改善涂层的辐射散射性能，同时由于纳米远红外粉与人体接触后，其自身携带的远红外辐射性能能对人体进行辐射处理以促进人体血液循环和新陈代谢，从而提高或增强人体免疫力。
进一步地，所述的头盔用降温复合涂层还包括：抗沾污清漆层，所述抗沾污清漆层设于所述近红外反射层表面且完全包覆所述近红外反射层，所述的抗沾污清漆层包括如下重量份的组分：抗沾污羟基丙烯酸树脂50-80份；抗沾污消光粉3-8份；混合溶剂C10-20份；透明型热反射颜料2-5份；固化剂10-20份。
通过采用上述技术方案，由于再在热辐射降温层与近红外反射层上包覆抗沾污清漆层，即先通过硅氧烷改性的丙烯酸树脂为基体树脂，利用其优异的抗沾污性能，增强了抗沾污清漆层的抗沾污效果，同时本申请选用透明型纳米二氧化硅包覆的二氧化钛颗粒为耐久改性材料，该改性材料的透明性质既能有效使光线入射至近红外反射层上，既可以提高光线的入射强度，使其有效入射至近红外反射层表面并有效反射散热，同时又能有效改善整体抗沾污清漆层的耐久性能，因此使头盔用降温复合涂层获得了优异的降温稳定性和使用耐久性效果。
进一步地，所述红外高反射型黑颜料为黑色苝系颜料。
通过采用上述技术方案，由于采用了黑色苝系颜料，其中，该黑色苝系颜料具有较高的近红外反射率，这是由于黑色苝系颜料作为有机颜料的主要品种，其具有较高的近红外反射性能、较低的可见光反射性能、优异的耐久性，所以将其添加至近红外反射层中能有效对入射至近红外反射层表面的近红外光线进行有效的反射，从而有效降低头盔表层温度，与此同时，该黑色苝系颜料还具有良好的耐久性，从而使头盔用涂层兼顾优异的降温性能和良好的耐久性能。
进一步地，所述抗沾污羟基丙烯酸树脂为硅氧烷改性的羟基丙烯酸树脂，所述抗沾污羟基丙烯酸树脂含羟基量为2.4-2.8％。
通过采用上述技术方案，由于选用含羟基量为2.4-2.8％的硅氧烷改性的羟基丙烯酸树脂为基体树脂，由于硅氧烷改性的羟基丙烯酸树脂中的含羟基量不高，其亲水性和表面能较低，所以该基体树脂的抗沾污性能大大降低，从而有效改善材料的抗沾污性能以提高涂层的耐久性能。
进一步地，所述抗沾污消光粉由大粒径、小粒径的消光粉按质量比3-4:6-7复配而成，所述大粒径消光粉粒径为8-10μm，所述小粒径的消光粉粒径为1-2μm。
通过采用上述技术方案，由于选用大小不同粒径的消光粉作为改性材料，在实际的涂层中搭配使用后，大小不同的消光粉颗粒涂覆后，会在涂层表面形成三维立体凹凸的表面结构，该凹凸的表面结构能有效改善物质在涂层表面的接触角，使其黏附在涂层表面能大大降低，从而有效改善沾污清漆层的抗沾污效果。
进一步地，所述高热反射型钛白粉为纳米二氧化硅包覆的二氧化钛白颗粒。
通过采用上述技术方案，由于选用纳米二氧化硅包覆二氧化钛颗粒，纳米二氧化硅在二氧化钛表面的包覆层结构致密且完整的包覆，保证了改性后的二氧化钛表面具有较低的粗糙度，且钛白粉颗粒之间的堆积密度也有效提高，从而进一步改善了该钛白粉材料的热反射效率。
进一步地，所述透明型热反射颜料为透明型纳米二氧化硅包覆的二氧化钛颗粒。
通过采用上述技术方案，由于选用了透明型纳米二氧化硅包覆的二氧化钛颗粒，该透明结构的改性二氧化钛颗粒不仅有效负载在涂层中改善抗沾污清漆层的耐久性，同时透明结构的设计使光线能有效入射至近红外反射层上，既可以提高光线的入射强度，使其有效入射至近红外反射层表面并有效反射散热，同时又能有效改善整体抗沾污清漆层的耐久性能，因此使头盔用降温复合涂层获得了优异的降温稳定性和使用耐久性效果。
为实现上述第二个目的，本申请提供了如下技术方案：
头盔用降温复合涂层的制备方法包括如下步骤：
S1、按照上述重量份，先将羟基丙烯酸树脂和混合溶剂A投入容器中，低速搅拌后，再添加高热反射型钛白粉和纳米远红外粉，随后高速搅拌，得到热辐射降温底漆甲组份，选取固化剂为乙组分，按质量比1:10-15，将固化剂添加至热辐射降温底漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述热辐射降温底漆；
S2、按照上述重量份，先将混合溶剂B和高反射闪银浆料混合浸泡停放6h，再加入羟基丙烯酸树脂低速搅拌，带搅拌完成后，加入红外高反射型黑颜料和配色颜料中速搅拌，收集混合搅拌液并研磨处理，得近红外反射漆甲组份；选取固化剂为乙组分，按质量比1:10-15，将固化剂添加至近红外反射漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述近红外反射漆；
S3、按照上述重量份，先将将抗沾污羟基丙烯酸树脂和混合溶剂C投入容器中，低速搅拌后再加入透明型热反射颜料和抗沾污消光粉，随后高速搅拌，收集得到抗沾污清漆甲组份，选取固化剂为乙组分，按质量比1:6-10，将固化剂添加至抗沾污清漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述抗沾污清漆
S4、将待涂装的头盔底材表面清洁处理后，采用空气喷涂将热辐射降温漆喷涂至洁净的头盔底材表面，室温干燥并采用空气喷涂涂覆所述近红外反射漆，自然干燥后再烘箱烘烤干燥处理，待干燥完成后，再采用空气喷涂喷涂所述抗沾污清漆，经固化处理后，即制备得头盔用降温复合涂层。
通过采用上述技术方案，由于采用了空气喷涂的方案，按涂层喷涂的顺序，对头盔表面包覆降温包覆涂层，整体方案通过简单的配料和空气喷涂的方式进行涂覆，操作便捷且步骤简单，空气喷涂方案生成制备复合涂层结构，整体操作简单易行，不需要电机驱动，通知空气喷涂后形成的涂膜层，能快速固化，降低涂覆层与涂覆层之间的间隙时间；
与此同时，本申请在制备多层结构的涂层时，由于采用了相同基体的树脂材料，其材料之间的结合强度和相容性较高，简单喷涂即具有优异的相容性和结合强度，进一步降低了涂层制备的时间成本和原料成本。
进一步地，步骤S2所述研磨处理的细度≤20μm。
通过采用上述技术方案，由于采用研磨处理制备细度均一且粒径较小的研磨颗粒进行添加改性，极大的改善了该涂层的厚度均一性和致密性，均一致密的结构层的设计，能有效使形成的近红外反射涂层的近红外反射率显著提高。
进一步地，所述混合溶剂A由乙酸正丁酯，丙二醇甲醚醋酸酯和环己酮按质量比5:3:2混合而成，所述混合溶剂B为乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照质量比6:4混合而成，混合溶剂C由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照质量比6:4混合而成。
通过采用上述技术方案，由于采用的混合溶剂A、B、C整体原料配合简单方便，能快速配比并形成溶剂，提高生产效率，降低制备成本。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一、由于本申请采用热辐射降温层为基底层，近红外反射层为包覆层的结构设计，改善传统头盔涂层的反射结构，通过热辐射降温层和近红外反射层的协调作用，提高红外反射率，降低头盔温度，同时改善人体血液循环，增强免疫力。
第二、本申请中在热辐射降温层与近红外反射层上包覆抗沾污清漆层，先通过硅氧烷改性的丙烯酸树脂为基体树脂，再辅助添加大小颗粒的消光剂为添加剂，通过基体树脂的抗沾污性能，有效改善整体抗沾污清漆层的耐久性能，因此获得了优异的耐久性效果
第三、本申请的方法，通过采用了空气喷涂的方案，按涂层喷涂的顺序，对头盔表面包覆降温包覆涂层，整体方案通过简单的配料和空气喷涂的方式进行涂覆，整体操作简单易行，不需要电机驱动，通知空气喷涂后形成的涂膜层，能快速固化，降低涂覆层与涂覆层之间的间隙时间，同时，本申请在制备多层结构的涂层时，采用了同基体的树脂材料，其材料之间的结合强度和相容性较高，简单喷涂即具有优异的相容性和结合强度，进一步降低了涂层制备的时间成本和原料成本。
附图说明
图1是本申请提供的头盔用降温复合涂层的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的仪器设备和原料辅料如下所示，但不以此为限：
分散机为SDF-110高速分散机，砂磨机为WSS-0.4L盘片砂磨机，空气喷涂设备一套。
聚异氰酸酯固化剂为E405-80T型聚异氰酸酯固化剂，低粘度聚异氰酸酯固化剂为粘度为200mpa.s的型号为TKA-75B的聚异氰酸酯固化剂。
羟基丙烯酸树脂的型号为FS-2060A，高热反射型钛白粉型号为ALTIRIS550，纳米远红外粉型号为VK-FI02，红外高反射型黑颜料型号为308的黑色苝系颜料，钛黄型号为Yellow30C236。
抗沾污羟基丙烯酸树脂型号为TL5000，透明型热反射颜料型号为ALTIRIS800，抗沾污消光粉由TS100消光粉与E1011消光粉按质量比3.5:6.5混合制备而成。
实施例1
固化剂和稀释剂的制备：固化剂由聚异氰酸酯固化剂和低粘度聚异氰酸酯固化剂按重量比3:7混合而成；稀释剂由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比6:4混合而成；热辐射降温底漆的制备：按重量份数计，先将40份羟基丙烯酸树脂和20份混合溶剂A投入容器中，低速搅拌5min，再加入20份高热反射型钛白粉和10份纳米远红外粉，高速搅拌20min，得到热辐射降温底漆甲组份；再选用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入20份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述热辐射降温底漆。
近红外反射漆的制备：按重量份数计，先将15份混合溶剂B和3份闪银浆料混合浸泡放置6h，再加入40份羟基丙烯酸树脂低速搅拌10min，接着加入12份红外高反射型黑颜料中速搅拌10min，通过砂磨机研磨至细度20μm，得到近红外反射漆甲组份；用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述近红外反射漆。
抗沾污清漆的制备：按重量份数计，将60份抗沾污羟基丙烯酸树脂和15份混合溶剂C投入容器中，低速搅拌5min，再加入3份透明型热反射颜料和7份抗沾污消光粉高速搅拌10min，得到抗沾污哑光透明清漆甲组份；用22份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述抗沾污清漆。
头盔用降温复合涂层的制备：将待涂装的头盔底材表面打磨处理去污去油脂，首先用空气喷涂的方式涂装一道热辐射降温底漆，涂装完常温干燥10min后再空气喷涂一道近红外反射漆，自然干燥10min后进入70℃烘箱烘烤20min，取出冷却至室温后空气喷涂一道抗抗沾污清漆，经常温固化后即得到头盔用降温复合涂层。
实施例2-6
实施例2-6的头盔用降温复合涂层中的近红外反射层与实施例1中近红外反射层的红外高反射型黑颜料原料用量有所不同，具体见表1中所示，其余组分均与实施例1中相同。
表1实施例1-6中头盔用降温复合涂层中近红外反射层的原料组成
Figure BDA0002622060280000071
实施例7-12
实施例7-12头盔用降温复合涂层中的热辐射降温层与实施例1中热辐射降温层的高热反射型钛白粉用量有所不同，具体见表2中所示，其余组分均与实施例1中相同。
表2实施例7-12中头盔用降温复合涂层中热辐射降温层的原料组成
Figure BDA0002622060280000072
性能检测试验
分别对实施例1-12进行性能测试，具体测试头盔用降温复合涂层的颜色、近红外反射率、头盔内部温度、水接触角、耐沾污等级和耐人工老化性能。
检测方法/试验方法
涂层整体颜色：目视观察；
近红外反射率：采用GJB 2502.2标准进行测试；
头盔内部温度，采用红外测温装置，对头盔内部温度进行监控；
水接触角：采用GB/T 30693标准对涂层进行测试；
耐沾污等级：采用GB/T 9780标准对涂层进行测试；
耐人工老化性能：采用GB/T 1865标准对涂层进行测试；
具体检测结果如下表表3所示：
表3性能检测表
Figure BDA0002622060280000081
由表3技术性能指标可以看出，本申请技术方案制备的头盔用降温复合涂层通过热反射型钛白粉与近红外反射黑颜料之间的有机配合，能有效降低头盔内部的温度能显著提高近红外反射率，即说明本申请技术方案采用的高热反射型钛白粉和近红外反射黑颜料之间的有机配合，能有效降低头盔内部的温度。
对比例1
固化剂和稀释剂的制备：固化剂由聚异氰酸酯固化剂和低粘度聚异氰酸酯固化剂按重量比3:7混合而成；稀释剂由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比6:4混合而成；热辐射降温底漆的制备：按重量份数计，先将40份羟基丙烯酸树脂和20份混合溶剂A投入容器中，低速搅拌5min，再加入20份高热反射型钛白粉和4份纳米远红外粉，高速搅拌20min，得到热辐射降温底漆甲组份；再选用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入20份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述热辐射降温底漆。
近红外反射漆的制备：按重量份数计，先将15份混合溶剂B和3份闪银浆料混合浸泡放置6h，再加入40份羟基丙烯酸树脂低速搅拌10min，接着加入12份红外高反射型黑颜料中速搅拌10min，通过砂磨机研磨至细度20μm，得到近红外反射漆甲组份；用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述近红外反射漆。
抗沾污清漆的制备：按重量份数计，将60份抗沾污羟基丙烯酸树脂和15份混合溶剂C投入容器中，低速搅拌5min，再加入3份透明型热反射颜料和7份抗沾污消光粉高速搅拌10min，得到抗沾污哑光透明清漆甲组份；用22份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述抗沾污清漆。
头盔用降温复合涂层的制备：将待涂装的头盔底材表面打磨处理去污去油脂，首先用空气喷涂的方式涂装一道热辐射降温底漆，涂装完常温干燥10min后再空气喷涂一道近红外反射漆，自然干燥10min后进入70℃烘箱烘烤20min，取出冷却至室温后空气喷涂一道抗抗沾污清漆，经常温固化后即得到头盔用降温复合涂层。
对比例2-5
对比例2-5头盔用降温复合涂层中的热辐射降温层采用滑石粉代替对比例1中热辐射降温层的纳米远红外粉，具体见表4中所示，其余组分均与对比例1中相同。
表4对比例1-5中头盔用降温复合涂层中热辐射降温层的原料组成
重量/kg 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
羟基丙烯酸树脂 40 40 40 40 40
混合溶剂A 10 10 10 10 10
高热反射型钛白粉 15 15 15 15 15
滑石粉 5 4 3 2 1
固化剂 10 10 10 10 10
稀释剂 15 15 15 15 15
对比例6-10
对比例6-10头盔用降温复合涂层中的抗沾污清漆层采用XY-B-420型丙烯酸树脂替代对比例1中抗沾污清漆层的抗沾污羟基丙烯酸树脂用量，具体见表5中所示，其余组分均与对比例1中相同。
表5对比例6-10中头盔用降温复合涂层中抗沾污清漆层的原料组成
Figure BDA0002622060280000101
对比例11-13
对比例11-13头盔用降温复合涂层中的抗沾污清漆层采用3000目超细滑石粉替代对比例1中抗沾污清漆层的抗沾污消光粉，具体见表6中所示，其余组分均与对比例1中相同。
表6对比例11-13中头盔用降温复合涂层中抗沾污清漆层的原料组成
重量/kg 对比例11 对比例12 对比例13
抗沾污羟基丙烯酸树脂 50 50 50
超细滑石粉 3 5 8
混合溶剂 10 10 10
透明型热反射颜料 2 2 2
固化剂 10 10 10
对比例14
对比例14头盔用降温复合涂层中的抗沾污清漆层与对比例1中抗沾污清漆层的抗沾污消光粉只采用与对比例相同重量份的TS100消光粉为抗沾污消光粉，其余组分均与对比例1中相同。
对比例15
对比例15头盔用降温复合涂层中的抗沾污清漆层与对比例1中抗沾污清漆层的抗沾污消光粉只采用与对比例相同重量份的E1011消光粉为抗沾污消光粉，其余组分均与对比例1中相同。
对比例16
对比例16头盔用降温复合涂层中的抗沾污清漆层与对比例1中抗沾污清漆层的抗沾污消光粉只采用与对比例相同重量份的按质量比1:1配比混合的TS100消光粉与E1011消光粉，其余均与对比例1中相同。
对比例17
固化剂和稀释剂的制备：固化剂由聚异氰酸酯固化剂和低粘度聚异氰酸酯固化剂按重量比3:7混合而成；稀释剂由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比6:4混合而成；热辐射降温底漆的制备：按重量份数计，先将40份羟基丙烯酸树脂和20份混合溶剂A投入容器中，低速搅拌5min，再加入20份高热反射型钛白粉和10份纳米远红外粉，高速搅拌20min，得到热辐射降温底漆甲组份；再选用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入20份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述热辐射降温底漆。
近红外反射漆的制备：按重量份数计，先将15份混合溶剂B和3份闪银浆料混合浸泡放置6h，再加入40份羟基丙烯酸树脂低速搅拌10min，接着加入8份红外高反射型黑颜料、0.5份钛黄和6份高热反射型钛白粉，中速搅拌10min，通过砂磨机研磨至细度20μm，得到近红外反射漆甲组份；用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述近红外反射漆。
抗沾污清漆的制备：按重量份数计，将60份抗沾污羟基丙烯酸树脂和15份混合溶剂C投入容器中，低速搅拌5min，再加入3份透明型热反射颜料和7份抗沾污消光粉高速搅拌10min，得到抗沾污哑光透明清漆甲组份；用22份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述抗沾污清漆。
头盔用降温复合涂层的制备：将待涂装的头盔底材表面打磨处理去污去油脂，首先用空气喷涂的方式涂装一道热辐射降温底漆，涂装完常温干燥10min后再空气喷涂一道近红外反射漆，自然干燥10min后进入70℃烘箱烘烤20min，取出冷却至室温后空气喷涂一道抗抗沾污清漆，经常温固化后即得到头盔用降温复合涂层。
对比例18
对比例17固化剂和稀释剂的制备：固化剂由聚异氰酸酯固化剂和低粘度聚异氰酸酯固化剂按重量比3:7混合而成；稀释剂由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比6:4混合而成；
热辐射降温底漆的制备：按重量份数计，先将40份羟基丙烯酸树脂和20份混合溶剂A投入容器中，低速搅拌5min，再加入20份高热反射型钛白粉和10份纳米远红外粉，高速搅拌20min，得到热辐射降温底漆甲组份；再选用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入20份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述热辐射降温底漆。
近红外反射漆的制备：按重量份数计，先将15份混合溶剂B和3份闪银浆料混合浸泡放置6h，再加入40份羟基丙烯酸树脂低速搅拌10min，接着加入7份红外高反射型黑颜料、9份钛黄和0.3份酞青蓝，中速搅拌10min，通过砂磨机研磨至细度20μm，得到近红外反射漆甲组份；用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述近红外反射漆。
抗沾污清漆的制备：按重量份数计，将60份抗沾污羟基丙烯酸树脂和15份混合溶剂C投入容器中，低速搅拌5min，再加入3份透明型热反射颜料和7份抗沾污消光粉高速搅拌10min，得到抗沾污哑光透明清漆甲组份；用22份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述抗沾污清漆。
头盔用降温复合涂层的制备：将待涂装的头盔底材表面打磨处理去污去油脂，首先用空气喷涂的方式涂装一道热辐射降温底漆，涂装完常温干燥10min后再空气喷涂一道近红外反射漆，自然干燥10min后进入70℃烘箱烘烤20min，取出冷却至室温后空气喷涂一道抗抗沾污清漆，经常温固化后即得到头盔用降温复合涂层。
性能检测试验
分别对对比例1-17进行性能测试，具体测试头盔用降温复合涂层的颜色、近红外反射率、头盔内部温度、水接触角、耐沾污等级和耐人工老化性能。
检测方法/试验方法
涂层整体颜色：目视观察；
近红外反射率：采用GJB 2502.2标准进行测试；
头盔内部温度，采用红外测温装置，对头盔内部温度进行监控；
水接触角：采用GB/T 30693标准对涂层进行测试；
耐沾污等级：采用GB/T 9780标准对涂层进行测试；
耐人工老化性能：采用GB/T 1865标准对涂层进行测试；
具体检测结果如下表表7所示：
表7性能检测表
Figure BDA0002622060280000131
由表7技术性能指标可以看出，对比例1-5中，采用了滑石粉代替纳米远红外粉，虽然近红外反射率无明显下降，但是其头盔内部温度显著升高，说明滑石粉无法对头盔内部热量进行有效的散射处理，即说明本申请通过添加的纳米远红外粉，改善头盔的远红外辐射性能，从而使头盔内部聚集的热量辐射散失，进一步降低头盔的温度的方案是可以实施的；
再将对比例6-10与实施例1性能制备进行对比，由于对比例6-10选用XY-B-420型丙烯酸树脂替代抗沾污羟基丙烯酸树脂，其耐久性能和耐沾污等级明显下降，说明抗沾污羟基丙烯酸树脂可以有效提升涂层的耐老化性能和疏水耐沾污效果；
再将对比例11-13和对比例14-16与实施例1性能制备进行对比，由于对比例11-13选用3000目超细滑石粉替代抗沾污消光粉，对比例14-16改变了抗沾污消光粉的配比，这两种替代抗沾污消光粉的方案均导致涂层抗老化性能和耐沾污等级均有所下降，说明抗沾污消光粉的添加，可以显著改善本申请头盔用降温复合涂层的耐沾污等级；
最后，将对比例17和对比例18中的配色颜料进行改变，其涂层各项指标性能无明显变化，说明本申请制备的头盔用降温复合涂层不论是黑色、深灰色还是草绿色，其都具有优良的降温效果，同时，仔细将对比例17和对比例18与实施例1性能指标对比，说明本申请技术方案制备的头盔用降温复合涂层具有优异的深色涂层的降温效果且草绿色降温效果较佳。
对比例19
固化剂和稀释剂的制备：固化剂由聚异氰酸酯固化剂和低粘度聚异氰酸酯固化剂按重量比3:7混合而成；稀释剂由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照重量比6:4混合而成；热辐射降温底漆的制备：按重量份数计，先将40份羟基丙烯酸树脂和20份混合溶剂A投入容器中，低速搅拌5min，再加入20份高热反射型钛白粉和10份纳米远红外粉，高速搅拌20min，得到热辐射降温底漆甲组份；再选用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入20份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述热辐射降温底漆。
近红外反射漆的制备：按重量份数计，先将15份混合溶剂B和3份闪银浆料混合浸泡放置6h，再加入40份羟基丙烯酸树脂低速搅拌10min，接着加入12份红外高反射型黑颜料中速搅拌10min，通过砂磨机研磨至细度20μm，得到近红外反射漆甲组份；用6份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述近红外反射漆。
抗沾污清漆的制备：按重量份数计，将60份抗沾污羟基丙烯酸树脂和15份混合溶剂C投入容器中，低速搅拌5min，再加入3份透明型热反射颜料和3份抗沾污消光粉高速搅拌10min，得到抗沾污哑光透明清漆甲组份；用22份固化剂作为乙组分，将上述甲组分和乙组份混合在一起，并加入30份稀释剂，搅拌3min混合均匀，即得到所述抗沾污清漆。
头盔用降温复合涂层的制备：将待涂装的头盔底材表面打磨处理去污去油脂，首先用静电喷涂的方式涂装一道热辐射降温底漆，涂装完常温干燥10min后再静电喷涂一道近红外反射漆，自然干燥10min后进入70℃烘箱烘烤20min，取出冷却至室温后静电喷涂一道抗抗沾污清漆，经常温固化后即得到头盔用降温复合涂层。
通过对实施例1和对比例19的生产时间进行记录，对比例19喷涂生产时间较实施例1生产时间提高了15％，说明了本申请方案通过简单的配料和空气喷涂的方式进行涂覆，能降低涂层制备的时间成本，有效提高工作效率。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不仅限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.一种头盔用降温复合涂层，其特征在于，包括由内向外依次涂覆的热辐射降温层、近红外反射层和抗沾污清漆层，所述热辐射降温层包括如下重量份的组分：
羟基丙烯酸树脂 40-60份；
混合溶剂A 10-20份；
高热反射型钛白粉 15-25份；
纳米远红外粉 5-15份；
固化剂 10-20份；
稀释剂 15-30份；
所述近红外反射层包括如下重量份的组分：
羟基丙烯酸树脂 40-60份；
混合溶剂B 10-20份；
红外高反射型黑颜料 5-10份；
高反射闪银浆料 1-5份；
配色颜料 1-10份；
固化剂 10-20份；
稀释剂 15-30份；
所述红外高反射型黑颜料为黑色苝系颜料，所述高热反射型钛白粉为纳米二氧化硅包覆的二氧化钛白颗粒；
所述抗沾污清漆层设于所述近红外反射层表面且完全包覆所述近红外反射层，所述的抗沾污清漆层包括如下重量份的组分：
抗沾污羟基丙烯酸树脂 50-80份；
抗沾污消光粉 3-8份；
混合溶剂C 10-20份；
透明型热反射颜料 2-5份；
固化剂 10-20份；
所述抗沾污羟基丙烯酸树脂为硅氧烷改性的羟基丙烯酸树脂，所述抗沾污羟基丙烯酸树脂含羟基量为2.4-2.8%；
所述抗沾污消光粉由大粒径、小粒径的消光粉按质量比3-4:6-7复配而成，所述大粒径消光粉粒径为8-10μm，所述小粒径的消光粉粒径为1-2μm；
所述透明型热反射颜料为透明型纳米二氧化硅包覆的二氧化钛颗粒；
所述混合溶剂A由乙酸正丁酯，丙二醇甲醚醋酸酯和环己酮按质量比5:3:2混合而成，所述混合溶剂B为乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照质量比6:4混合而成，混合溶剂C由乙酸正丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按照质量比6:4混合而成。
2.权利要求1所述的头盔用降温复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按照上述重量份，先将羟基丙烯酸树脂和混合溶剂A投入容器中，低速搅拌后，再添加高热反射型钛白粉和纳米远红外粉，随后高速搅拌，得到热辐射降温底漆甲组份，选取固化剂为乙组分，按质量比1:10-15，将固化剂添加至热辐射降温底漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述热辐射降温底漆；
S2、按照上述重量份，先将混合溶剂B和高反射闪银浆料混合浸泡停放，再加入羟基丙烯酸树脂低速搅拌，带搅拌完成后，加入红外高反射型黑颜料和配色颜料中速搅拌，收集混合搅拌液并研磨处理，得近红外反射漆甲组份；选取固化剂为乙组分，按质量比1:10-15，将固化剂添加至近红外反射漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述近红外反射漆；
S3、按照上述重量份，先将将抗沾污羟基丙烯酸树脂和混合溶剂C投入容器中，低速搅拌后再加入透明型热反射颜料和抗沾污消光粉，随后高速搅拌，收集得到抗沾污清漆甲组份，选取固化剂为乙组分，按质量比1:6-10，将固化剂添加至抗沾污清漆甲组份中，再添加稀释剂并搅拌混合均匀，即得所述抗沾污清漆；
S4、将待涂装的头盔底材表面清洁处理后，采用空气喷涂将热辐射降温底漆喷涂至洁净的头盔底材表面，室温干燥并采用空气喷涂涂覆所述近红外反射漆，自然干燥后再烘箱烘烤干燥处理，待干燥完成后，再采用空气喷涂的方式，喷涂所述抗沾污清漆，经固化处理后，即制备得头盔用降温复合涂层。
3.根据权利要求2所述的头盔用降温复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2所述研磨处理的细度≤20μm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112980271A (zh) * 2021-03-02 2021-06-18 中天苏武(苏州)新材料科技有限公司 一种纳米涂料组合物及其施工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235243A (zh) * 2008-01-23 2008-08-06 陈树望 一种多功能防护复合涂层材料
CN101550307A (zh) * 2009-05-14 2009-10-07 复旦大学 一种透明隔热涂敷材料及其制备方法和应用
CN103897462A (zh) * 2014-01-13 2014-07-02 杨宇奇 一种彩色热反射涂料及其制备方法和用途
CN108047924A (zh) * 2017-12-06 2018-05-18 浙江树人学院（浙江树人大学） 一种强化耐候罩光清漆及其制备方法与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235243A (zh) * 2008-01-23 2008-08-06 陈树望 一种多功能防护复合涂层材料
CN101550307A (zh) * 2009-05-14 2009-10-07 复旦大学 一种透明隔热涂敷材料及其制备方法和应用
CN103897462A (zh) * 2014-01-13 2014-07-02 杨宇奇 一种彩色热反射涂料及其制备方法和用途
CN108047924A (zh) * 2017-12-06 2018-05-18 浙江树人学院（浙江树人大学） 一种强化耐候罩光清漆及其制备方法与应用

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